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Lernende und Forscher, die sich auf Physik konzentrieren und die physikalische Grundlage des Free Energy Principles erkunden.

Physikkurs

Ein Kurs, der Physik, Thermodynamik und die theoretischen Grundlagen von Active Inference verbindet.

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Nächste beste Schritte

Physik-Kursweg

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Kursplan

Kursplan

Sechs aufgezeichnete Vorlesungssitzungen mit Live-Diskussionen, Mai–Oktober 2023. Jede verlinkt zu Video und, wo verfügbar, einem vollständigen Transkript.

18 Mai 2023

Vorlesung 1

Sitzung 1 (18. Mai) überprüfte die Geschichte des Rahmens der Kursreihe: Boltzmanns Beziehung zwischen Entropie und Energie, Churchs und Turing’s Modelle der Berechnung, Shannons Informationstheorie, die “Black-Box”-Methoden von Ashby et al., Pearls Definition einer Markov-Decke, Bekensteins Fla chenlaw für Schwarze Löcher, 't Hoofts und Susskinds Formulierung des holografischen Prinzips, die Ideen von Objekten, Schnittstellen und virtuellen Maschinen in der Informatik bis zu Fristons Arbeiten von 2010 und 2013, die active inference einführten. Ziel der Sitzung war es, die Idee einer Markov-Decke als Kommunikationsschnittstelle zu etablieren. Empfohlene Vorbereitung: Überprüfen Sie die Wikipedia-Artikel über Entropie, die Church-Turing-These, Informationstheorie und die Markov-Decke; 't Hoofts Paper „Dimensional reduction in quantum gravity“ (die erste Aussage des holografischen Prinzips) und Karl Fristons „The free-energy principle: a unified brain theory?“ und „Life as we know it“, die beiden wichtigsten Referenzen zu active inference.

15 Juni 2023

Vorlesung 2

Sitzung 2 (15. Juni) fragte, warum die Quantenphysik benötigt wird, um aktive Inferenz zu verstehen. Die Antwort ist die Diskretisierung von Informationen und die notwendige begrenzte Auflösung aller physikalischen Messungen, was natürlich zu einer diskreten-eigenwertlichen Darstellung der Interaktion führt – d. h. zur Quantentheorie. Die Sitzung zeigte, wie sich die Quantentheorie auf das holographische Prinzip verallgemeinert, wie holografische Bildschirme als Markov-Decken funktionieren und wie alle physikalischen Wechselwirkungen zwischen trennbaren (nicht verschränkten) Systemen als Kommunikation betrachtet werden können. Dies beantwortet die Frage „an was gilt der freie-Energie-Prinzip?“, mit „mit allem Messbaren.“ Empfohlene Vorbereitung: Die Wikipedia-Artikel über Verschränkung und trennbare (nicht verschränkte) Zustände; die ersten Abschnitte von Fields, Glazebrook und Marciano’s “Die physikalische Bedeutung des holographischen Prinzips”; und Fristons “Ein freies Energie-Prinzip für eine bestimmte Physik”, das die Allgemeinheit des FEP aus einer klassischen Perspektive diskutiert.

13. Juli 2023

Vorlesung 3

Sitzung 3 (13. Juli) führte Quantenreferenzrahmen (QRFs) und deren Darstellung mit Hierarchien binärer Klassifikatoren ein. Diese formalen Strukturen bieten eine Semantik für Messungen und damit eine Grundlage für eine Theorie des Sinns für interagierende Agenten. Die Sprache der QRFs ermöglicht eine besonders einfache und intuitive Definition der Variationsfreier-Energie, so dass eine vollständig allgemeine, Quantifizierung der Freien-Energie-Prinzip möglich ist. Die Sitzung zeigte, dass das FEP ein klassischer Grenzwert des Prinzips der Unitärtheit ist, des fundamentalen Prinzips der Quantentheorie. Empfohlene Vorbereitung: Abschnitte 3.2 und 3.3 von „Die physikalische Bedeutung des holografischen Prinzips“; Fields et al., „Ein Freien-Energie-Prinzip für generische Quantensysteme“; und, im biologischen Zusammenhang, Fields und Levin's „Wie schaffen lebende Systeme Sinn?“ sowie Fields, Glazebrook und Levin's „Minimaler physikalismus als ein skalaunabhängiger Substrat für Kognition und Bewusstsein.

10 August 2023

Vorlesung 4

Sitzung 4 (10. August) führte die topologische Feldtheorie ein – eine Feldtheorie, die keinen Hintergrundraumzeit annimmt. Diese Werkzeuge bieten eine natürliche Möglichkeit, sequentielle Messungen in Bezug auf Feynman-Pfade darzustellen, d. h. das Denken über Messungen als Abfragen „jeder möglichen“ Art und Weise, wie sich ein System entwickeln könnte. Sie ermöglichen eine vollständig allgemeine Beschreibung der Kommunikation von mehrkannten, die es Agenten ermöglicht, sowohl klassische als auch Quantenkommunikationskanäle zu nutzen. Die Sitzung konzentrierte sich darauf, wie man über zusammengesetzte Agenten denken kann, z. B. über Vielkerntiere und ihre Nervensysteme. Empfohlene Vorbereitung: Abschnitt 3.4 von „Die physikalische Bedeutung des holografischen Prinzips“ oder für detaillierte Informationen: „Sequentielle Messungen, TQFTs und TQNNs“.

14. September 2023

Vorlesung 5

Sitzung 5 (14. September) führte die Idee ein, dass die Raumzeit ein fehlerkorrigierender Code ist, den Organismen (oder anderen Beobachtern) mit ausreichenden Rechenressourcen verwenden, um ihre Erfahrungen zu ordnen. Dies macht die Raumzeit beobachterabhängig und wirft die Frage auf, welche Rechenressourcen ein Beobachter benötigt, um die Raumzeit „sehen“ zu können. Es zeigte auch, dass der freie-Energie-Prinzip eng mit der noch offenen Frage nach der Formulierung einer akzeptablen Quantentheorie der Gravitation verbunden ist. Empfohlene Vorbereitung: John Wheelers klassisches Werk „Gesetz ohne Gesetz“ und Alexei Grinbaums „Wie appara-unabhängige Ansätze die Bedeutung physikalischer Theorien verändern“.

12. Oktober 2023

Vorlesung 6

Sitzung 6 (12. Oktober) kehrte zur Biologie zurück, fasste die Anwendungen des Rahmens der Kurs zusammen und wies auf zukünftige Richtungen und offene Fragen hin. Empfohlene Vorbereitung: Fields et al., „Der freie Energie-Prinzip induziert neuromorphen Entwicklung“ und „Kontrollfluss in aktiven Inferenzsystemen.

Live Diskussionsitzungen

Jede Vorlesung wurde ungefähr zwei Wochen später von einer Live-Diskussionsveranstaltung mit dem Kursassistenten Ander Aguirre begleitet, bei der die Teilnehmer die vorherige Vorlesung ansahen, schriftliche Fragen im Voraus einreichten und sich direkt mit dem Lehrteam über den Stoff austauschten. Es fanden sechs Diskussionsveranstaltungen während des gesamten Semesters statt, eine zu jeder der sechs Vorlesungen.

Der Physikkurs ist ein Bildungsprojekt des Active Inference Instituts, das Lehrmaterialien zur Entwicklung von Kursen über die physikalischen Grundlagen der Aktiven Inferenz und dem Freien Energieprinzip erstellt. Es umfasst Thermodynamik, Informationstheorie und die Physik hinter der biologischen Selbstorganisation.

Überblick

Der Physik-Kurs untersucht Active Inference aus physikalischer Sicht und behandelt, wie Thermodynamik, Informationstheorie und statistische Mechanik dem Free Energy Principle zugrunde liegen. Er entwickelt Kursmaterialien, die diese Grundlagen mit biologischen und kognitiven Systemen verbinden. Die anfängliche Kursreihe, Physics as Information Processing, wurde 2023 gemeinsam mit dem Physiker Chris Fields durchgeführt.

Kursbeschreibung

Physik als Informationsverarbeitung” war ein sechs-Sitzungs-Kurs von Physiker Chris Fields, mit Ander Aguirre als Kursassistent, der vom Active Inference Institute im Jahr 2023 angeboten wurde. Er stellte die Teilnehmer dem Denken über physikalische Interaktion als Kommunikation und somit dem Denken über physikalische Systeme als kommunizierende Agenten vor. Er zeigte, wie das Prinzip der freien Energie und die Idee der aktiven Inferenz auf alle physikalischen Systeme angewendet werden können, unabhängig von ihrer Größe, vorbehaltlich der Einschränkungen der bedingten statistischen Unabhängigkeit oder Trennbarkeit, und untersuchte diese Einschränkungen, ihre Implementierungen und ihre Grenzen. Der Kurs stellte die formalen Methoden der Quanteninformations-Theorie vor und zeigte, wie sie sich mit der klassischen Informations-Theorie in Beziehung setzen, wobei sie als Denktools und nicht als Berechnungstools verwendet wurden. Es war keine Programmierung erforderlich. Es gab eine Live-Präsentationssitzung und eine Live-Diskussionssitzung pro Monat sowie asynchrone Q&A- und Diskussionsaktivitäten; alle Sitzungen wurden aufgezeichnet und bleiben asynchron zugänglich.

teilnehmen

Physiker, Mathematiker und quantitätsorientierte Lernende, die sich für die theoretischen Grundlagen von Active Inference interessieren, sind willkommen.

Schlüsselflächen

Physikkurs auf einen Blick

Fragen und Antworten

Teilnehmer-Fragen und Antworten

30 Fragen und Antworten, gesammelt aus Live-Diskussionen und asynchronen Frage-Antwort-Sitzungen im Kurs.

Was ist Information?

„Während das Konzept der Information eine fundamentalere Rolle in der Theorie einnimmt, wird sie zu einem Ausgangspunkt und somit als undefiniertes Begriff, für den eine intuitive Bedeutung angenommen werden muss. Man könnte sagen, dass ein Bit die Antwort auf eine Ja/Nein-Frage ist, aber dies ist im Grunde genommen zirkulär: man muss dann sagen, was „man“ und „Frage“ bedeuten. Auch „Unsicherheit“ ist undefiniert – Gewissheit und Unsicherheit sind letztlich Gefühle, die wir erleben, nicht Konzepte, aus denen sie abgeleitet werden können.

Was ist Zeit?

Gute Frage. Hoffentlich werden die nächsten beiden Abschnitte Licht darauf bringen. Wir können darüber im Juli noch weiter diskutieren.

Wie würde man telepathische Signale messen?

Meinen Sie also, wie man den Effekt eines solchen (hypothetischen) Signals messen und daraus Beweise für seine Existenz gewinnen würde, oder wie man das Signal selbst messen würde, indem man etwas anderes als einen Menschen als Detektor verwendet?

„In welchen Weisen/Modellen ist die Markov-Hülle physikalisch und/oder informativ? Wie sind „informativ“ und „physikalisch“ ähnlich und unterschiedlich?

Markov-Blöcke (MBs) werden für klassische, kausale Prozesse definiert, die als gerichtete, azyklische Graphen (DAGs) dargestellt werden können, also Diagramme, in denen Zustände durch einseitige Pfeile verbunden sind und es keine Zyklen gibt, was bedeutet, dass es keine kreisförmigen (oder zeitlichen) Ursache-Wirkungs-Beziehungen gibt. In diesem Zusammenhang ist der MB um einen bestimmten Zustand (oder eine Menge von Zuständen) X die Menge der Zustände, die Pfeile zu X senden („Eltern von X“), sowie die Menge der Zustände, die von X Pfeile empfangen („Kinder von X“), zuzüglich aller Zustände, die Eltern von X’s Kindern sind. Folglich durchlaufen alle kausalen Eingaben und Ausgaben von X den MB-Zustand. Da der MB eine Menge von Zuständen ist, ist er physikalisch. Da er effektiv alle Informationen kodiert, die X von der Außenwelt empfängt und an sie sendet, ist er informativ. Wir werden in der Juni-Sitzung sehen, wie ein holografischer Bildschirm als MB funktioniert, obwohl er anders definiert ist. Hoffentlich wird Ihre zweite Frage bis zum Ende dieses Kurses beantwortet.

Was besteht eine Schwarze Loch aus? Was verleiht ihr Masse, z. B. Photonen, Elemente aus dem Periodensystem oder was? Wie entsteht sie aus einem Stern (bestehend aus z.B. Eisen und anderen Elementen)?

Schwarze Löcher (BHs) sind eine Vorhersage der klassischen allgemeinen Relativitätstheorie (GR). In GR ist Masse Krümmung, also im Wesentlichen Spannung, in der Raumzeit. Ein BH ist ein Bereich der Raumzeit, in dem die Krümmung so groß ist, dass sich Licht nicht mehr ausbreiten kann. Wenn die Raumzeit zweidimensional wäre, würde sie wie das hier gezeigte Bild aussehen, das ich vom math stack exchange bekommen habe. Die x- und y-Achsen sind Raumzeit, die z-Achse ist Energie in Form von gravitativen Potenzialenergie. Alles, was in ein BH fällt, erhöht die Masse des BH und damit seine Krümmung. Das Standard-astrophysikalische Modell besagt, dass BHs entstehen, wenn sehr massive Sterne aus Brennstoff ausgehen, aufhören, Energie abzustrahlen, und aufgrund ihrer eigenen Schwerkraft kollabieren. Es gibt auch die Idee, dass BHs aus Anisotropien im frühen Universum entstehen. Beide Ideen sind klassisch. Beobachtungsweise scheinen BHs in den Zentren von Galaxien zu existieren, darunter unsere eigene. Diese BHs sind sehr groß, z. B. so groß wie das gesamte Sonnensystem, haben also Größenordnungen mehr Masse als die Sonne. Es gibt eine riesige Literatur über diese Objekte – beginnen Sie mit der Wikipedia-Seite und folgen Sie den Links.

„Etwa bei 12 Minuten wird gesagt, dass der Logarithmus da ist, weil die Anzahl der Zustände enorm ist. Ich wollte nur anmerken, dass der Logarithmus aufgrund der kombinatorischen Möglichkeit existiert, die Entropie verschiedener Systeme auf geeignete Weise zu kombinieren, was ohne den Umstand, dass log(ab)=log(a)+log(b) gilt, nicht funktionieren würde.

Ja – Protokolle machen Entropie additiv und viel einfacher nachzudenken.

„So, um die Integrität seiner markovschen Blanket über die Zeit aufrechtzuerhalten, muss ein System in der Lage sein, den Satz seiner möglichen zukünftigen Zustände einzuschränken… sich zu guten Zuständen hinneigen, in denen es zusammenbleibt, und schlechten Zuständen auszuweichen, in denen es zerfällt. Dies bedeutet im Wesentlichen, dass es seine eigene Entropie begrenzen oder „widerstehen“ muss. Was ermöglicht es einem System, dies zu tun? Darwinische Fitness? Kann das physikalisch gemessen werden?

Schrödinger führte diese Idee des „Widerstands gegen die Entropie“ in seinem Buch „Was ist Leben“ (1944) ein. „Zusammenbleiben“ als ein identifizierbares „Ding“ erfordert Energie. Relativ einfache, feste Dinge wie Kristalle können mit chemischer Bindungsenergie nur durch das Zusammenfallen auseinanderfallen. Relativ komplexe, weiche Dinge wie Zellen oder Organismen müssen metabolische Energie aus kontrollierten chemischen Reaktionen verwenden. Die Energie, die nicht in chemischen Bindungen gespeichert ist, wird als Wärme abgestrahlt oder gemäß der Definition dQ = dS/T als Entropie. Daher werden sie als „dissipative Systeme“ bezeichnet, das heißt, Systeme, die Entropie erzeugen. Diese Idee ist die Grundlage für Theorien der Selbstorganisation. Man kann all biologisches als das Studium selbstorganisierter Systeme betrachten. Darwinische Fitness ist technisch gesehen die Wahrscheinlichkeit, dass ein Genotyp oder Phänotyp (je nach Formulierung) in der nächsten Generation auftritt, was davon abhängt, dass Entropie erfolgreich abgebaut wird, zumindest für lange genug, um sich zu vermehren.

Was versucht zu herausfinden, wie das Hinzufügen einer Quanten von Wirkung zu einem System seine Anzahl der möglichen Zustände verändert. Da Entropie=(Boltzmann-Konstante)*ln(Ω) können wir Ω=e^(S/k) erhalten. Wo können wir hier weitergehen? Sollten wir die Wick-Rotation verwenden, um Boltzmanns Konstante durch die Plancksche Konstante zu ersetzen? Wie würde das aussehen?

Das Hinzufügen von Energie führt nicht zu einer Erhöhung der Anzahl möglicher Zustände (d. h. nicht zur Veränderung des Zustandsraums), sondern lediglich zu einer Änderung der Wahrscheinlichkeitsverteilung der Zustandsbesetzung. Wenn wir Energie hinzufügen oder abziehen, haben energiereichere Zustände eine höhere Wahrscheinlichkeit, besetzt zu werden. Das Hinzufügen oder Wegnehmen von möglichen Zuständen (Veränderung des Zustandsraums) beinhaltet typischerweise das Hinzufügen oder Wegnehmen von Materie und damit von Teilchenfreiheitsgraden. Dies ist der Fall bei Schwarzen Löchern: Das Hinzufügen von Materie, sogar in Form von Photonen, führt zu einer Krümmung, die den darüber liegenden Horizont, jenseits dessen Licht nicht mehr entkommen kann, vergrößert. Dadurch werden Zustände (d. h. Entropie) am Horizont hinzugefügt, der im Wesentlichen die Grenze zwischen dem Schwarzen Loch und der Außenwelt darstellt.

Um eine Beobachtung über ein System zu machen, müssen wir Energie hinzufügen, um dessen Entropie zu senken. Aber es scheint, als könne das Hinzufügen von Energie auch die Entropie erhöhen. Was macht den Unterschied? Ist es eine Frage der Perspektive?

Ja. Dies wird das Hauptthema der Juli-Sitzung sein. Ob ein Verhalten „informativ“ oder „Rauschen“ ist, hängt davon ab, wer es betrachtet und wie er es betrachtet. Denken Sie über die Kollision eines Protons mit einem Antiproton am LHC nach. Wenn ich mit einem komplexen Detektor betrachte, der austretende Teilchenmomente, Ladung und Drehimpulse misst, erhalte ich viele Informationen, um das Standardmodell zu testen. Aber wenn ich nur mit einem Kalorimeter messe, erhalte ich lediglich Wärme, so dass ich aus meiner Perspektive dem System einfach die Entropie erhöht habe. Dies geht zurück auf Boltzmanns Einsicht, dass Entropie eine Messung der Anzahl der Zustände ist, die ich mit den Messungen bin, die ich einsetze, nicht unterscheiden kann.

Sagt die Wick-Rotation, dass Materie und Energie auf irgendeine Weise „90 Grad“ senkrecht zu unseren drei Raumdimensionen existieren? In "imaginärer" oder "komplexer" Raum?

Ja, im Grunde genommen. Die Zeit ist senkrecht zu unseren drei Raumdimensionen und Materie und Energie (und wir selbst) existieren in der Zeit. Wick weist auf die enge Beziehung zwischen unserer Messung der Zeit und wie wir bestimmen (oder beurteilen), dass etwas seine Identität durch die Zeit wahrt, d. h. „dasselbe Ding“ durch die Zeit bleibt. Um die Zeit auf einer Uhr zu messen, muss ich sicherstellen, dass ich dieselbe Uhr betrachte, sie auf die gleiche Weise eingestellt ist usw. Wir werden uns darüber im Juli und August austauschen.

„Dr. Fields, wenn Sie die Boltzmann’sche Theorie der Entropie als Maß unserer Unsicherheit beschrieben haben, implizierte dies nicht das Vorhandensein eines Subjekts, das unsicher ist? Mit anderen Worten, wurde diese Definition von Anfang an perspektivisch (was ein Hinweis auf die Beobachtertheorie der Quantenmechanik wäre)? Oder war es irgendeine Art von universeller Unsicherheit in der Luft? Wenn es das Letztere ist, können wir wirklich über „die Entropie eines schwarzen Lochs C“ und nicht über die Entropie von „Subjekt Z, das schwarzes Loch C bewertet“ sprechen? In Shannons Theorie war es ursprünglich der Empfänger, der sich über die nächste Nachricht des Senders unsicher war. In FEP kann die Entropie der sensorischen Zustände von System A minimiert werden, während die Entropie der Überzeugungen von System A maximiert werden kann – das alles aus der Perspektive von System A. Wer oder was ist bezüglich der Entropie eines schwarzen Lochs oder sogar eines Gases in einer Kammer unsicher und wie beeinflusst der Zustand eines solchen Subjekts die Messung der Entropie? Kann ein Photon während seiner Bewegung mit Lichtgeschwindigkeit unsicher sein? Das Universum? Eine Foto­kamera? Was sind die notwendigen Voraussetzungen für einen Beobachter?

Ja. Die Entropie wurde in der klassischen Physik als objektiv = beobachterunabhängig betrachtet, da im Wesentlichen davon ausgegangen wurde, dass alles objektiv war – es gab nur Galilei und dann Einsteins Vorstellungen von Relativität, um dies zu berücksichtigen. Aber sie hing bereits von Anfang an davon ab, welche Messungen durchgeführt wurden und was der Beobachter vorab wusste (in bayesscher Hinsicht, was die Prioris des Beobachters waren). Eine Messung verwendet immer einen Kommunikationskanal, wie Shannon erkannte. Wir können den Kanalzustand als Markov-Überhang oder Grenze betrachten, wie es das FEP tut – der Beobachter befindet sich immer auf einer Seite dieses Kanals und das beobachtete System (Schwarzes Loch, ideales Gas usw.) auf der anderen Seite. Wenn die Beobachterin Informationen erlangen und ihre Unsicherheit ändern muss, muss sie einen Speicher haben, auf den sie zugreifen kann. Das haben Photonen nicht – ein Photon kann sich an mich erinnern, speichert aber keine Erinnerung für sich selbst.

„Wenn Entropie als eine Art Unsicherheit bezeichnet wird, (1) korrigiert mich, wenn ich falsch liege, scheint es sich um etwas wie einen Schwellenwert für die maximale Information zu handeln, die aus einem System gewonnen werden kann, bevor man dessen thermodynamische Eigenschaften verändert. Sicherlich gibt es Unsicherheitsquellen wie eine verschmutzte Linse, die keine Relevanz für die Thermodynamik des beobachteten Systems haben. (2) Welche Arten von Beobachtungen liegen an dieser Schwelle, bei denen sie das Ändern der thermodynamischen Eigenschaften des beobachteten Systems erfordern? Zum Beispiel, als die Brownsche Bewegung mit kleinen Pollenpartikeln in einer Flüssigkeit entdeckt wurde; (3) müssen diese Bewegungen der Pollen, die scheinbar eine Menge von Informationen über die Mikrofluktuationen der Flüssigkeit vermitteln, diesen Informationsgewinn mit irgendeiner Form eines Anstiegs der Entropie ausgleichen? Es scheint keinen offensichtlichen Grenzwert dafür zu geben, wie lange die Pollen auf diese Weise tanzen könnten, ständig Informationen liefern, und keine klare freie Energie für die Nutzung durch die Pollen. Mein bestes Schätzwert wäre dann, dass dies nicht als Information gilt, obwohl es bestimmte Mikrozustände ausschließt, die den Pollen nicht in der beobachteten Richtung zum Zeitpunkt der Beobachtung getrieben hätten und somit die Unsicherheit reduziert; (4) liegt das daran, dass die Information keine Vorhersagekraft hat? Was fehlt mir hier?

„Das Pollen tanzt, weil es und die Flüssigkeit in einer Umgebung mit endlicher Temperatur und offen für thermodynamischen Austausch mit dieser Umgebung eingebettet sind. Es würde aufhören, wenn die ganze Angelegenheit zu absoluten Null gefroren wäre. Wir können das Tanzen sehen, weil das System von Licht (d. h. Energie) umgeben ist, von dem ein Teil an uns zurückgeworfen wird. Dies ist ein Beispiel dafür, wie Beobachtung einen thermodynamischen Austausch erfordert und warum die klassische Vorstellung von „passiver Beobachtung“ keinen Sinn ergibt. Um Informationen über das Pollen zu erhalten, müssen wir Beobachtungen im Laufe der Zeit vornehmen (z. B. mit einer Videokamera) und Energie aufwenden, um die Ergebnisse in den Speicher zu schreiben (z. B. der Datenspeicher in der Videokamera, der Strom benötigt). Dies zeigt, wie wir als Beobachter auch offen für einen thermodynamischen Austausch sein müssen, ebenso wie alle unsere Laborgeräte. In der Präsentation habe ich dies vereinfacht, indem ich nur ein System und seine Umgebung (die in diesem Fall uns, unsere Geräte usw. umfasst) berücksichtigt habe. Im August oder September werden wir ein explizites Bild von Systemen mit mehreren Komponenten erhalten (z. B. uns, Geräte, die restliche Umwelt), die klassische Informationen austauschen. Auf beiden Ebenen des Detaillierungsgrades erfordert das Erhalten und Aufzeichnen von Informationen einen thermodynamischen Austausch.

Was meint Wheeler damit, wenn er sagt, es gäbe keine Gesetze?

Philosophen und Historiker der Physik debattieren diese Frage; ein aktuelles Beispiel ist. Meine eigene Sichtweise ist, dass er darauf hinweist, dass die „klassische Realität“, die „Gesetze der Physik“ beschreiben sollen, vom Beobachter relativ ist. Es lohnt sich, Wheelers Paper zu lesen, das auf

Ist die Schnittstelle dem Kanal im Shannon-Weaver-Modell gleich? Ist es das Markov-Mantel? Ist das große Problem, dass wir nicht wissen, wer den Kanal bedient?

Die Oberfläche/das MB ist tatsächlich der Kanal. Ich bin mir nicht sicher, was Sie mit „wer den Kanal bedient“ meinen – Alice und Bob schreiben darauf und lesen davon, genau wie wir dies mit dieser Q&A-Seite und dem Internet als Kanal tun.

Ich habe diese Beziehung bemerkt und wollte Ihre Meinung dazu hören. Im Wesentlichen dass es/hbar = 1/(Kb*T), man beachte, dass die Temperatur als dE/dS und dS kann in dS = Kbln(Ω) neu geschrieben werden, was die RHS 1/Kb*(dE/d(kbLn(Ω))) ergibt. Wir können die Konstanten ausklammern und sie aufheben, wodurch wir mit 1/dE/dLn(Ω) bleiben und dies als dLn(Ω)/dE = it/hbar neu schreiben können. Die Assoziation des Zeitfaktors it in der Quantenmechanik mit der Variation des Logarithmus der Anzahl der zugänglichen Zustände in Bezug auf Energie (dLn(Ω)/dE) deutet darauf hin, dass die Entwicklung von Quantensystemen (die oft als zeitlos oder reversibel im Isolation betrachtet werden) auch in Bezug auf eine sich ändernde Anzahl der zugänglichen Zustände verstanden werden könnte, was auf eine mögliche tiefe Verbindung zwischen der Quantenmechanik und dem thermodynamischen Zeitfluss hindeutet. Ist meine Interpretation richtig? Ich habe gerade die erste Vorlesung gesehen und konnte nicht anders, als diese Tatsache zu bemerken. Gerne würde ich gerne weitere Dinge per E-Mail oder einer anderen Form besprechen.

Schönes Beobachtung. Der Zusammenhang zwischen QT und Zeit ist ein aktives Forschungsfeld – Rovellis Arbeiten arxiv:1812.03578 und 2010.05734 sind gute Einstiegspunkte. Ein Schlüsselproblem in dieser Beziehung ist die Beobachter-Relativität der Entropie oder Information. Aus dieser Perspektive kann dS/dE als die Änderung des Informationsflusses zu/von dem Beobachter gelesen werden (die Grenze ist informationssymmetrisch) während die Energie, die aufgewendet wird, um Informationen zu erhalten, zunimmt/abnimmt. Das Sehen der internen Uhr des Beobachters (Zeitbezugssystem) als einen Bit-Zähler koppelt diesen beobachterrelativen Informationsfluss mit dem beobachterrelativen Zeit.

Was bedeutet lokale freie Wahl? Meint das nur, dass wir nicht immer perfekt vorhersagen können, was als nächstes passieren wird, dass unsere Handlungen auf Ungewissheit basieren?

Hier bedeutet “lokal” „an einer Grenze“. QT ist eine global deterministische Theorie, d. h. jedes isolierte System entwickelt sich unitär. Isoliere Systeme sind per Definition unbeobachtbar; sie sind die Abstraktionen, die verwendet werden, um die Theorie aufzubauen. Wenn wir uns einen Beobachter (Alice) und „alles andere“ (nicht-Alice) vorstellen, dann ist das gemeinsame System aus diesen beiden durch Definition isoliert. Alice beobachtet nicht das gemeinsame System; sie beobachtet nicht-Alice (normalerweise Bob). Stellen Sie sich die Grenze zwischen Alice und Bob als ein Array von Qubits wie in Folie 16 der Präsentation vor. Alice und Bob interagieren, indem sie diese Qubits vorbereiten und messen. Wir können die Qubits als Spins betrachten und die Vorbereitung und Messung als die Verwendung des z-Spin-Operators s_z. Die z-Achse ist die „auf vs. ab“ Richtung. Lokale freie Wahl ist die Freiheit von Alice und Bob, ihre eigenen z-Achsen völlig unabhängig voneinander zu wählen. Wenn sie diese Freiheit nicht haben, sind sie verschränkt. Wir werden dies in der Juli-Sitzung weiter besprechen.

„Dr. Fields. Wenn wir von „Unsicherheit“ im Hinblick auf Entropie sprechen, welche Version der Wahrscheinlichkeit meinen wir tatsächlich (in Sean Carrolls Begriffen)? Eine Version von 50% Kopf vs. Zahl bedeutet – man wirft eine Münze 1000 Mal und erhält etwa 500 Köpfe – empirisch. Eine andere ist das Vertrauen in eine Überzeugung, wie z. B. die Prognose einer Wahrscheinlichkeit von 50 % für Regen morgen in Rom – niemand wird tatsächlich 1000 Experimente in diesem Fall durchführen. Im Wesentlichen ist diese zweite Version der Wahrscheinlichkeit inferenziell. Wenn wir also sagen, dass Entropie eine Maßnahme der Unsicherheit des Beobachters ist, haben Sie diesen wunderbaren Beispiel von Protonen und Antiprotonen, die im LHC kollidieren und mit einem Farbimeter vs. einem komplizierten Detektor gemessen werden, gezeigt – es geht darum, wie wir messen. Wenn wir jedoch über inferenzielle Wahrscheinlichkeit sprechen – Maß für das Vertrauen in eine Überzeugung oder eine zukünftige Messung/Antwort/Nachricht – reden wir dann nicht über die Qualität des generativen Modells des Agenten? Ein ungeprüfter Chat-GPT hat bei medizinischen Fragen hohe Entropie, wenn man ihn fragt. Ein Chat-GPT, der auf den gesamten Zugriff auf alle Artikel von pubmed.gov trainiert wurde, hätte mit Bezug auf medizinische Fragen eine niedrigere Entropie. Um es zu ermöglichen, dass sich Chat-GPT flexibel und anpassungsfähig an die neuen in pubmed.gov veröffentlichten Daten anpasst, muss es nicht eine hohe Entropie von Überzeugungen (breite Verteilungen) haben – damit es in der Lage ist, das Modell mit relativ hoher Sicherheit zu aktualisieren, wenn neue Daten (Überraschung) eintreffen, die den Vorannahmen widersprechen?

Gute Frage, eine, die auf ein aktives Gebiet mit einer langen Geschichte abzielt, die mindestens bis zu Laplace zurückreicht. Die „empirische“ oder „frequentistische“ Idee der Wahrscheinlichkeit wird im Allgemeinen auch als „objektiv“ in dem Sinne verstanden, dass sie beobachterunabhängig ist. Die „inferentielle“ oder „Bayesianische“ (siehe ) Idee der Wahrscheinlichkeit ist „subjektiv“ oder beobachterabhängig. Diese Perspektive passt gut zu beobachterrelativen Vorstellungen von Quantenzuständen und Operationen; siehe Chris Fuchs, arxiv:1003.5209 oder David Mermin arxiv:1809.01639 für gute Einführungen in diese Debatte (beide auf der Bayesianischen Seite). Ich finde diese beobachterabhängigen Lesarten von Entropie, Information, Messung oder Handlung immer passend. Sie hängen davon ab, wie der Agent mit der Welt interagiert, d.h. welche Bezugssysteme ihm zur Verfügung stehen und wie er sie nutzt. Sie haben Recht, dies als die „Qualität“ des generativen Modells des Agenten zu bezeichnen. Chat-GPT ist ein schönes Beispiel. Die Juli-Sitzung wird sich auf diese Fragen konzentrieren, nämlich auf die Bezugssysteme, die zur Handlung und Messung verwendet werden, und wie sie auch bestimmen, welche Daten in einem Speicher gespeichert und später abgerufen werden können.

„Dr. Fields, wenn wir die Gleichung von Planck mit Energie betrachten, die proportional zur Frequenz ist, und dann das Verhältnis von Energie zu Entropie berücksichtigen, kann man fairerweise sagen, dass eine Erhöhung der Frequenz (bei sonst gleichen Bedingungen) zu einer höheren Entropie führt? Wenn wir dies auf das menschliche Gehirn – EEG-Messungen – anwenden: Tiefschlaf ist eine niedrige Frequenz, während Wachzustand eine hohe Frequenz – Gamma – ist. Wer tatsächlich EEG-Entropie empirisch misst (ApEn, SpEn usw.) stellt fest, dass die Entropie zunimmt, wenn wir aufwachen und sogar schon beim Öffnen der Augen. Ist es nur die Frequenz oder auch die Variationen in den Frequenzen? Kann man fairerweise sagen, dass bei höherer Frequenz/Energie im Allgemeinen mehr Rauschen und Variabilität auftritt, was zu mehr Unsicherheit führt?

Das ist eine schöne Verbindung zu Entropiemessungen in EEG – danke, dass du das angesprochen hast. Wie bereits im Zusammenhang mit früheren Fragen diskutiert wurde, sind Entropie und Unsicherheit observerrelative Konzepte. Die Frage „Wessen Unsicherheit?“ stellt sich immer. Wenn Alice EEG misst, nimmt ein Signal mit einer höheren Entropie für Alice mehr Frequenzzustände ein als ein konstantes Signal, was unabhängig davon ist, was die Frequenz des Signals über die Energie und damit die Entropie (dE = TdS) des gemessenen Systems aussagt. Ob Alice Variationen im Signal als „Rauschen“ oder als informativ betrachtet, hängt von den Messfähigkeiten und Präferenzen von Alice ab – wenn sie einen konstanten Wert erwartet und eine variable Messung erhält, mit einer schönen, z. B. Gaußschen Struktur in der Variation, kann sie die Variation als „Rauschen“ um ihren erwarteten konstanten Wert betrachten. Aber wenn sie Variationen erwartet - z. B. sucht sie nach einer phase-codierten Nachricht im Signal - ist die Variation nicht mehr Rauschen, sondern das, was sie sucht.

Wie lässt sich die StreuMatrix (Quanten) mit der Übergangsmatrix (Klassisch) im Markov-Mantel in Beziehung setzen?

Gute Frage, die einen Unterschied zwischen den Theorien und ihrer Anwendung hervorhebt. Ein MB ist in einem kausalen (gerichteten) Netzwerk definiert. Man kann überall innerhalb dieses Netzwerks eine geschlossene Grenze ziehen und den MB als die Menge der Zustände definieren, deren eingehende oder ausgehende Pfeile die Grenze überschreiten, sowie alle noch nicht gezählten Zustände, auf die Pfeile von den Zuständen mit eingehenden grenzüberschreitenden Pfeilen zeigen. Wenn man also einen Knoten auswählt, kann man eine Sequenz größerer MBs um diesen Knoten definieren, die jeweils alle Zustände der kleineren MBs um diesen Knoten enthält. Im LImitum gelangt man zur Grenze des gesamten Netzwerks, außerhalb derer es keine weiteren Knoten gibt, so dass der Prozess endet. Die S-Matrix verfolgt im Wesentlichen den gegenteiligen Ansatz, beginnend mit idealen "freien Teilchen"-Zuständen bei + und - unendlich in Raum und Zeit von einem "Streuungszentrum", an dem eine Wechselwirkung stattfindet. Die S-Matrix ist dann der Operator S: |in> → |out>. Diese Formulierung geht effektiv davon aus, dass "niemand hinschaut" während der tatsächlichen Wechselwirkung, die "schnell" im Vergleich zu den Prozessen (die nicht durch die S-Matrix dargestellt werden) erfolgt, die anfängliche Zustandsvorbereitung und die Messung des Endzustands. Das explizite kausale Netzwerk des klassischen Bildes wird durch "alles, was nicht ausdrücklich verboten ist, ist obligatorisch" (M. Gell-Mann aus T. H. White) ersetzt, wobei die Standarddarstellung die Hierarchie zunehmend komplizierter Feynman-Diagramme ist. Ein weiterer wichtiger Unterschied ist Unitarität und somit Raumzeitrückdehnung: Auch alle Feynman-Diagramme arbeiten mit umgekehrten Pfeilen.

Hat ein Markov-Rand eine symmetrische Eingabe-/Ausgangsbandbreite?

Wenn „Bandbreite“ durch das Zählen von eingehenden und ausgehenden Pfeilen definiert wird, lautet die Antwort nein – Knoten können eine hohe Eingangs- und geringe Ausgangsrate haben oder umgekehrt. Subtilere Metriken, z. B. Transferentropie ( ), können ebenfalls definiert werden. Die allgemeinsten Art der Beantwortung wäre in Bezug auf den Energieerhaltungssatz, wobei die Antwort ja lautet, vorausgesetzt, es gibt keine Quellen oder Senken innerhalb des MB. Eine Quelle oder Senke ist im Wesentlichen eine Singularität – ein Knoten, an dem sich die Energie mit einer Schrittfunktion ändert – so dass man kausale Netzwerke ohne Singularitäten verlangen könnte. Dies ist ein Ort, an dem die Quantentheorie viel direkter ist – holographische Grenzen sind informativ symmetrisch durch Definition. Ob die Agenten auf beiden Seiten der Grenze die Informationen auf interessante Weise nutzen können, hängt von ihren Rechenfähigkeiten ab und ist daher nicht grundsätzlich symmetrisch.

Macht das holografische Prinzip die Berechnung bekannter physikalischer Probleme einfacher?

Der HP ist die Aussage, dass Wechselwirkungen zwischen endlichen Systemen nicht nur endliche Eigenwerte haben, sondern auch endlich codierbare Eigenwerte besitzen. Quantitativ setzt er eine Obergrenze für die mit einer Grenze verbundene Entropie, S <= A/4, wobei A die Fläche in Planck-Einheiten ist, wobei Gleichheit nur (nach Definition) für Schwarze Löcher gilt. Daher liefert der HP Ihnen also nur eine Zahl für BHs, z. B. ermöglicht er es, eine Entropie mit einer Masse über R = 2M zu assoziieren. Der HP bildet auch die Grundlage für holographische Dualitäten wie AdS/CFT, die es effektiv ermöglichen, die Basis zu ändern, in der eine Berechnung durchgeführt wird. Es gibt eine riesige Literatur über Anwendungen von AdS/CFT.

„Das FEP sagt uns, dass alle Systeme ständig Wissenschaftler sind.“ Dies erinnert mich an eine Diskussion mit John Campbell, der sagte: „Wissenschaft ist einfach eine Wiederentdeckung einer Methode, die die Natur immer verwendet hat, um Existenz zu generieren und aufrechtzuerhalten, indem sie Wissen sammelt“ (d. h. Active Inference). Aus diesem Grund ergeben sich 2 Fragen: 1- Ist Wissenschaft ein Verfahren zur Generierung und Aufrechterhaltung der Existenz in Form von wissenschaftlichen Theorien und Technologien? 2- Könnten wir Wissenschaft als eine spezifische sozio-kulturelle Praxis betrachten, die darauf abzielt, unsere kollektive Synchronisation mit der äußeren Umwelt zu sichern? 2- Wenn ja, und wenn wir sie mit anderen kollektiven Synchronisationsstrategien auf der ganzen Welt vergleichen, können wir nicht sagen, dass es sich dabei nicht um die effektivste Strategie handelt, angesichts der Umweltschäden des wissenschaftlichen Unternehmens?

„In dem, was ich zitiere, verwende ich das Wort „Science“ sehr breit, im Wesentlichen als Synonym für active inference: (in dieser Verwendung) ist „Science“ die „Praxis“, um die Welt zu erkunden, um neue Informationen aus ihr zu erhalten. Ich vermute, dass John C. es in dem engeren Sinne verwendete, der es von anderen Strategien zur Interaktion mit der Welt unterscheidet, wie Sie es in Ihrer Frage #3 tun. In meiner breiten Verwendung sind alle Synchronisationsstrategien Varianten oder Implementierungen von active inference und sind daher allesamt „Science“. Auch die Frage nach der Wirksamkeit kann aus verschiedenen Perspektiven gestellt werden. Aus einer Perspektive auf active inference ist eine wirksame Prozedur eine, die mit minimaler Energie ein GM mit guter Vorhersagekraft konstruiert. Ein Teil dieser Strategie könnte darin bestehen, die Umgebung zu formen, um sie vorhersagbarer zu machen. Aber diese Strategie kann klar in lokale Minima geraten, in denen die Umgebung kurzfristig vorhersagbarer, aber langfristig weniger vorhersagbar erscheint.

„Herrn Fields Frage, wie er Zeit aus Kommunikation ableitet, darf ich stellen? Diese Zitation aus seinem Artikel mit Kollegen: „Wie in §3.3 oben diskutiert, ist die Idee der sequenziellen Messung und somit auch die Idee der aufzeichnungsfähigen Zeit nur für Beobachter physikalisch sinnvoll, die Daten irreversibel in ein klassisches Gedächtnis schreiben können. Die Aktion des Schreibens auf einen Speicherbereich Y definiert eine A-spezifische, lokale Zeit tA wie in Abbildung 5 dargestellt. Die natürlichste Einheit von tA ist die minimale Zeit zum Schreiben eines Bits […].” Dies ist eine Beschreibung eines Zeitanstangs. Ist aber das Konzept der – Synchronität (Übereinstimmung) – nicht notwendig für diese Definition? Wenn ja, dann hängt diese scheinbar neue Definition der Zeit bereits von einem Sinn für klassische Zeit ab – dem grundlegendsten Konzept der Zeitmessung – dem Zeitpunkt der Synchronität. Sagen wir, die Zeit zum Schreiben eines Bits würde tatsächlich einen Prozess bedeuten, der genau beginnt, wenn der Encoder mit dem Schreiben des 1er Bit anfängt, und genau endet, wenn er aufhört. Und wer/was würde genau wissen, wann diese Übereinstimmung festgestellt wird? Wie lautet die Definition von Synchronität oder Übereinstimmung in Ihrem Rahmen? Ist sie schaubnisunabhängig oder ist sie rein subjektiv? Gibt es einen Bedarf für einen Meta-Beobachter, der genau beurteilt, wann die Synchronität etabliert wird – beginnend und beendigend den lokalen Stoppuhr? Für ein menschliches Subjekt im Säuglingsalter kann eine Berührung durch eine Mutter möglicherweise als eine subjektive Analogie zu dem Zeitpunkt und Raum gelten, in denen Mom sich befindet – auf der Ebene des gesamten Menschen (die Gedanken von A. Fotopoulou). Was ist mit einem Virus, einem Felsen, einer Schimpansen, einem Stern? Bis die Synchronität unabhängig formalisiert wird, können wir wirklich das genaue Intervall messen, das benötigt wird, um ein Bit oder alle Daten zu schreiben?

„Ich glaube, worauf Sie hier hinweisen, ist die fundamental stipulierte Natur von QRF-Definitionen. Ich kann nur erkennen, dass eine externe Uhr tickt, weil ich ein internes Zeit-QRF habe, so dass meine Verwendung eines externen Zeit-QRF, selbst eines Attosekunden-Auflösungs-Leuchturkunde, auf meinem internen QRF beruht. Es gibt nichts, was ich verwenden könnte, um meine inneren Takte zu messen (z. B. EEG oder neuronale Aufzeichnungen), das logisch und physikalisch von dem internen Uhrwerk abhängt, das ich messen möchte. Es besteht ein breiteres Problem, an dem dies ein Beispiel ist: Kein System kann sich selbst rückwärts konstruieren. A kann von B getrennt werden, nur wenn dim(A), dim(B) >> dim(H_AB), wobei dim(H_AB) die (Hilbert-Raum-)Dimension der A-B-Grenze ist. Aber dim(H_AB) ist der obere Grenzwert der Information, die A in den Speicher schreiben kann. Daher kann A nichts als ein grobkörniges Modell von sich selbst in den Speicher schreiben. Selbst dieses Modell wird aus Interaktionen mit B abgeleitet (da H_AB die Quelle aller eingehenden Daten ist), und daher wird es, wie mein Modell meiner eigenen internen Prozesse, eine Schlussfolgerung aus Beobachtungen von Systemen sein, die A als ähnlich zu sich selbst betrachtet

Ich bin mir nicht sicher, ob ich die Gründe hinter der Berechnung der Wirkung des Rhodopsins oder warum die Planck-Konstante die minimale Wirkung für jeden Prozess wäre, verstehe.

Die Planck-Konstante ist (gemäß der aktuellen Theorie) die minimale Wirkung durch Definition. Sie hat Einheiten von Energie x Zeit, die komplementär sind und daher nicht gleichzeitig gemessen werden können. Wenn man jedoch separat Energie und Zeit für einen Prozess misst, in vielen Replikaten, um Mittelwerte zu berechnen, kann man eine mittlere Wirkung berechnen. Das habe ich für Rhodopsin getan, wobei ich anstelle der Messung eine minimale (ln2k_B T)-Energie annahm. Tatsächlich liegt die Energie des sichtbaren Lichts, auf das Rhodopsin reagiert, nahe diesem Wert. Die Reaktionszeit ist aus Messungen abgeleitet. Daher kann ich die Wirkung berechnen und mit dem Wert von hbar vergleichen. Der Wert von hbar in fundamentalen (Planck)-Einheiten beträgt eins; die numerischen Werte von 1 Sekunde, 1 Joule, 1 Meter usw. sind von diesen festgelegten Werten abgeleitet - siehe.

„Dr. Fields, wenn wir zurück zu Alice gehen, die Bob mit Frage X auf Sprache Y stellt, dann scheint Alices lokaler Zeitpunkt eine Funktion der gewählten Sprache zur Kommunikation mit Bob zu sein? Sagen wir, Alice ist menschlich. Wenn sie laut „hoch oder runter“ sagt, dauert das 2 Sekunden, aber ein taktiles Kontakt nur 1 Sekunde, während eine nicht-sprachliche Kommunikation durch Gesichtsausdruck 30 Millisekunden dauern kann. All dies wird von Bob wahrgenommen, der all drei Sprachen versteht. Im Körper gibt es elektrische, chemische und andere Arten der Kommunikation. Wie wird dieses Babylon-Problem im Hinblick auf die Zeit angegangen? Nimmt Ihr Modell an, dass Alice nur eine Sprache verwenden kann, um mit Bob zu sprechen (Gedächtnis auf dem holografischen Bildschirm kodieren)? Wenn nicht, dann ist Alices Zeitpunkt eine Funktion ihrer gewählten Sprache. Würden Sie zustimmen, dass der Zeitpunkt in Ihrem Modell nicht dasselbe ist wie Newtons universeller Zeit oder Einsteins relative Zeit eines Systems N, das sich mit Geschwindigkeit V bewegt?

Ja. Es gibt unterschiedliche Zeitskalen für verschiedene Komponenten und unterschiedliche Komponentengrößen – z. B. haben sogar unterschiedliche Moleküle unterschiedliche charakteristische Zeiten für funktionsrelevanten Konfigurationsänderungen. Es ist wirklich ein kompliziertes Geschäft! Komplexe Organismen und sogar einzelne Zellen haben viele unterschiedliche Interaktionsmodalitäten mit unterschiedlichen Zeitskalen und unterschiedlichen Implementierungskompartimenten. Wir können es auf Kompartimente reduzieren, die einzelne QRFs implementieren und somit nur eine „Sprache“ umfassen. Wir werden dies im generischen Fall im Juli besprechen, woraufhin Sie möglicherweise möchten, diese Frage zu erweitern.

„Dr. Fields, eine verwandte Frage – können Menschen alle Informationen quantitativ in Bits reduzieren oder ist eine qualitative Unterscheidung absolut notwendig? Nehmen wir an, Alice hat Hunger und Durst – in ihrem eigenen Körper mögen diese beiden Botschaften ähnliche Intensität haben, aber sie sind qualitativ verschieden (M. Solms), die Viszera, die diese Botschaften an den Hypothalamus senden, müssen diese Unterscheidung treffen und 10 mal X ist absolut nicht dasselbe wie 10 mal y. Sie müssen kategorisch unterschiedliche Variablen sein, da Essen keinen Durst löscht. Der Mittellabyrinth-Entscheidungsgürtel priorisiert dann den Durst gegenüber dem Hunger, wenn letzterer die gleiche Intensität hat. Ist es ein tragfähiges Modell zu sagen, dass all Kommunikation ohne Kategorien auf Bits reduziert werden kann?

Sie haben Recht, dass ein Modell, das die Semantik ignoriert, nicht tragfähig ist. Das System muss verfolgen, welche QRF-Ergebnisse von ihm erzeugt werden. Dies erfordert (im Wesentlichen) ein von einer "meta"-Komponente auferlegtes Beschneiungsschema, das auf der Grundlage seiner eigenen Bezugsrahmen Mengen von Ergebnissen betrachtet. Daher haben interessante Systeme eine hierarchische Verarbeitung, bei der jede "Schicht" aktive Inferenz auf ihren eigenen Eingaben durchführt. Wir werden im Juli nur an der Oberfläche dessen kratzen.

„Herrn Fields ist es mit freundlichem Respekt zu sagen, dass Bob als Empfänger, als Alice eine Frage an Bob schrieb und Bob Dyslexie hat, ihm länger dauern würde, diese abzurufen als es Alice brauche, um sie zu kodieren, sodass die Zeit für Alice und Bob auch dann nicht symmetrisch ist, wenn sie dieselbe Sprache verwenden. Nehmen wir zusätzlich an, dass Alice weiterhin auf einem begrenzten Kapazitäts-Holographiebildschirm schreibt, während Bob hinter ihr vom Bildschirm liest. Zu einem gewissen Zeitpunkt wird Alice dann den gesamten Bildschirm mit Informationen füllen und nicht mehr schreiben können. Würde das dann bedeuten, dass der Bildschirm auch Alice mitteilen kann, dass er voll ist, sodass der Bildschirm selbst ein anderer Bob ist?

Ja, A und B können unterschiedliche Zeitskalen haben und interagieren jeweils auf ihrer eigenen Skala mit dem Bildschirm. Alice in Ihrem Beispiel wird also nicht „schreiben“ anhalten, sondern ihre letzte Nachricht überschreiben. Wenn t_A = t_B ist, macht das Modell leichter verständlich.

Was passiert, wenn der Agent identisch mit der Umgebung wird? Wenn das Modell so stark verbessert wurde, dass es nicht mehr von der Umgebung zu unterscheiden ist? Ist dieser Zustand überhaupt möglich? Würde es ein thermodynamisches Gleichgewicht sein? Maximale Verschränkung?

Karl Friston hat darauf hingewiesen, dass die Grenze der klassischen FEP, die Grenze einer perfekten Vorhersage, mit „generalisierter Synchronität“ zwischen System und Umwelt übereinstimmt – beide senden Nachrichten, die der andere perfekt vorhersagen kann. Dieser Begriff hängt davon ab, dass das System und seine Umgebung getrennt und somit auf irgendeine Weise unterschiedlich sind. In klassischen Formulierungen liegen sie in gewöhnlichem 3d-Raum voneinander getrennt – sie nehmen unterschiedliche Positionen ein. Die Quantenformulierung ist „hintergrundfrei“, was bedeutet, dass kein Raumzeit-Embedding angenommen wird – System und Umwelt haben keine „unterschiedlichen Positionen“, obwohl sie unterschiedliche Mengen an Freiheitsgraden im gesamten Hilbert (d. h. Zustands-)Raum haben. Hier entspricht die Grenze der FEP maximaler Verschränkung. Das bedeutet nicht, dass das System und seine Umgebung „identisch“ sind (was sie auch nicht sind, da sie unterschiedliche Freiheitsgrade haben), sondern dass ihr gemeinsamer Zustand |SE> nicht separable ist, für faktorierbar in einen Systemzustand |S> und einen Umweltzustand |E>. Ihre Zustände sind nicht mehr bedingt unabhängig. Dies unterscheidet sich von thermischer Gleichgewichts, was bedeutet, dass sie die gleiche Temperatur haben, während sie separable bleiben, und dass ihre Interaktion durch den Austausch thermischer Fluktuationen charakterisiert werden kann, d. h. Rauschen.

„Würden Sie sagen, gibt es ein optimales Ausmaß der QRF-Überlappung zwischen Agenten für einen effektiven Informationsaustausch? Auf dem Diagramm zeigt a) keine sinnvolle Interaktion und d) eine perfekte Überlappung (wobei keine neuen Informationen übertragen werden können), so scheint es, dass es für eine interessante Interaktion sowohl eine überlappende als auch eine nicht überlappende Region geben muss (zwei Agenten, die entweder 1) dieselben Dinge betrachten und andere Dinge oder 2) dasselbe Gebiet auf unterschiedliche, aber zusammenhängende Weisen sehen – oder würden Sie sagen, dass 1 und 2 in gewisser Weise äquivalent sind, wenn es um QRFs geht? Gibt es eine „beste Fall“-Differenz im Bezug auf Referenzrahmen, wenn das Ziel darin besteht, Ihre eigene neue und nützliche Information zu maximieren? Referenzrahmen, die zu unterschiedlich sind, könnten die Fähigkeit verschiedener Agenten zunächst einmal, miteinander zu kommunizieren, einschränken (sie würden an einem gemeinsamen Sprachgebrauch mangeln), während referenzrahmen, die zu ähnlich sind, in Richtung Redundanz tendieren könnten (getauschte Informationen können ohne große Anpassung oder Modifizierung Ihres QRF assimiliert werden, und so sind sie nicht wirklich neu).

Ich vermute, dass die Antwort auf alle allgemeinen Formen dieser Frage darin besteht, dass sie undenkbar ist. Einige spezifische Fälle, in denen Undenkbarkeit bewiesen werden kann, werden in der Augustsitzung besprochen. Dies ist in einigen Fällen bereits klar; zum Beispiel ist „Wie ist die effizienteste Art, Wissenschaft zu betreiben?“ ein Beispiel für Ihre Frage. Undenkbarkeit lässt uns versuchen, gute Heuristiken zu finden, die im Fall der Wissenschaftsdurchführung heftig diskutiert werden. Eine Ableitung Ihrer Frage lautet: „Wie kann ein System (zumindest näherungsweise) seine eigene VFE messen?“ Wie gut sind Menschen zum Beispiel in der Lage, subjektive Wahrscheinlichkeiten zuzuordnen? Was ist das „Gefühl der Sicherheit“ und wie wird es implementiert? Dies sind Fragen für die Oktober-Sitzung.

„Nach Shannon: „Alice kann nicht erkennen, was die Eingabe für das System bedeutet.“ Aber die Modelle, die wir erstellen, haben semantischen Inhalt. Daher schlussfolgern wir vermutlich, was die Eingabe „für das System“ „bedeutet“?

Unsere Modelle beinhalten tatsächlich Hypothesen über Bedeutung; wir nutzen diese täglich im Gespräch. In der Theorie, wie sie dargestellt ist, ist ein „Agent“ nur ein physisches System, das mit seiner Umgebung in einem trennbaren gemeinsamen Zustand steht. Interessante Systeme haben auf einigen Ebenen zugängliches Ereignisgedächtnis, was Elementarteilchen fehlen. Daher ist „Agency“ eine Verteilung, nicht eine klare Grenze.

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